JP4622871B2 - データ処理システム、アクセス制御方法、その装置およびそのプログラム - Google Patents
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Description
上記処理装置は、例えば、上記送信処理以外にも、種々の用途で上記記憶装置にアクセスを行う。
このようなシステムでは、複数の処理装置あるいはそのポートの各々に、所定の周期で必ず上記記憶装置へのアクセスが許可される固定時間を割り当てるようにタイムスロット方式を採用している。
これにより、複数の処理装置あるいはそのポートの各々は、自らに割り当てられたタイムスロットの期間内に上記記憶装置にアクセスを行う。
従って、カレントファイルに2シーク、ネックストファイルに2シーク要することを想定して(クラスタを跨ぐ為、2シークかかる)、ストレージのパフォーマンス、同時オン・エア保障するポート数等のスペックが決まっている。
ストレージのパフォーマンスにおいて、シーク時間の重要度が高く、多I/Oを実現するには、シークに時間がかからない高価なストレージを使用する必要があり、高価格化してしまうという問題が有り、結果的に、同時オン・エア保障できるポート数を少なくせざるを得なかった。
また、通常の運用において、1TSのR/Wにおいて、4シークを使う事は滅多に無く、ネックストファイルの接続を保障する為に必要としている。よって、オーバースペックともいえる。
前記制御手段は、1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当て、新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当て、前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当て、
前記処理手段は、前記複数のポートのうち、前記制御手段によってタイムスロットが割り当てられたポートを介して前記記憶手段からデータを、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードして前記バッファメモリに書き込み、前記バッファメモリから読み出したデータを処理あるいは出力する、
データ処理システムが提供される。
好ましくは、当該データ処理システムは、複数の前記処理手段を有し、
前記複数の処理手段のうち一つの処理手段が、前記複数の処理手段が備える全ポートを対象として前記制御手段の動作を行う。
1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当てる第1の工程と、
新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当てる第2の工程と、
前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当てる第3の工程と、
各ポートについて、前記第1の工程および前記第2の工程で割り当てられたタイムスロットにおいて、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードしてバッファメモリに書き込み第4の工程と、
前記第4の工程で前記バッファメモリに書き込んだデータを読み出して処理あるいは出力する第5の工程と
を有するアクセス制御方法が提供される。
1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当てる第1の手順と、
新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当てる第2の手順と、
前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当てる第3の手順と、
各ポートについて、前記第1の手順および前記第2の手順で割り当てられたタイムスロットにおいて、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードしてバッファメモリに書き込む、第4の手順と、
前記第4の手順で前記バッファメモリに書き込んだデータを読み出して処理あるいは出力する第5の手順と
を前記アクセス制御装置に実行させるプログラムが提供される。
先ず、本実施形態の構成要素と、本発明の構成要素との対応関係を説明する。
RAID10_1〜10_4が本発明の記憶手段に対応している。
また、図2に示すバッファメモリ53が本発明のメモリに対応している。
また、入出力処理装置24_1〜24_4がプログラムM_PRGおよび被制御プログラムR_PRGを実行したものが本発明の処理手段に対応している。
また、入出力処理装置24_1が制御プログラムA_PRGを実行したものが、本発明の制御手段に対応している。
また、本実施形態の入出力処理装置24_1が第3の発明のアクセス制御装置に対応し、本実施形態の制御プログラムA_PRGが第4の発明のプログラムに対応している。
また、データバス12が本発明のデータ伝送線に対応している。
また、本実施形態のCTSが、本発明のサイクル時間に対応している。
図1に示すように、コンテンツ放送・編集システム1は、例えば、放送システム3および編集端末装置30_1,30_2を有する。
図1に示すように、放送システム3は、例えば、RAID10_1〜10_4、データバス12、制御信号線17、操作部18、管理サーバ20、中継サーバ22および入出力処理装置24_1〜24_4を有する。
RAID10_1〜10_4は、データバス12に接続されている。
RAID10_1〜10_4は、入出力処理装置24_1〜24_4が放送する対象となるコンテンツデータを記憶している。RAID10_1〜10_4は、例えば、個々のコンテンツデータを異なるRAIDに分散して記憶する。
操作部18は、操作ボタン、リモートコントローラあるいはコンピュータなどであり、ユーザの操作に応じた操作信号を入出力処理装置24_1〜24_4に出力する。
管理サーバ20は、RAID10_1〜10_4に記憶されているコンテンツデータの記憶アドレス、ファイル名、並びに属性データなどを保持し、入出力処理装置24_1〜24_4および中継サーバ22からの要求に応じて、これらに制御信号線17を介して管理データを出力する。
制御信号線17は、例えば、イーサーネット(登録商標)である。
中継サーバ22は、編集端末装置30_1,30_2が接続されたネットワーク32と、データバス12との間のコンテンツデータの入出力(送受信)を中継する。
また、中継サーバ22は、編集端末装置30_1,30_2と、入出力処理装置24_1〜24_4および管理サーバ20との間の制御信号および管理データの入出力を中継する。
編集端末装置30_1,30_2は、例えば、中継サーバ22およびデータバス12を介して、RAID10_1〜10_4からコンテンツデータを読み出し、これを用いて編集処理を行う。
また、編集端末装置30_1,30_2は、上記編集によって生成したコンテンツデータをRAID10_1〜10_4に書き込む。
編集端末装置30_1,30_2によるRAID10_1〜10_4に対してのアクセスは、データ転送レートを保証しない非同期方式で実現される。
図2は、図1に示す入出力処理装置24_1〜24_4の構成図である。
図2に示すように、入出力処理装置24_1〜24_4の各々は、例えば、入出力回路50、制御インタフェース51、バスインタフェース52、バッファメモリ(バンクメモリ)53、メモリ54および処理回路56を有し、これらがデータ線57を介して接続されている。
なお、図2に示す例では、ポートとバッファメモリの組を4つ設けた場合を例示したが、その数は任意である。
本実施形態において、再生ポートを介したコンテンツデータの外部への出力は、例えば、放送などの用途で用いられ、予め決められた出力レートを保証することが要求される。すなわち、再生バッファメモリに記憶されたデータのデータ量(データ記憶量)がゼロになること、すなわちアンダーフローが生じないことが要求される。
また、図2に示すポートは、非同期ポートとして機能する場合は、コンテンツ放送・編集システム1の外部の図示しないネットワークを介して他のコンピュータ等との間で非同期でコンテンツデータを送受信する。それに対応したバッファメモリは、非同期ポートを介して送受信されるコンテンツデータを一時的に記憶する。なお、本実施形態において、試写ポートおよび非同期ポートを介したコンテンツデータの出力に対しては、出力レートの保証はされない。
バスインタフェース52は、図1に示すデータバス12を介してRAID10_1〜10_4との間でコンテンツデータの入出力を行う。
バスインタフェース52は、各タイミングにおいて、任意の1つのポート(入出力処理回路24_1〜24_4)のみが占有できる。
メモリ54は、プログラムM_PRG、制御プログラムA_PRG(入出力処理装置24_1のみ)、並びに被制御プログラムR_PRGを記憶する。
入出力処理装置24_1〜24_4の各々のメモリ54は、それぞれの基本機能を規定するプログラムM_PRGを記憶している。
また、図3に示すように、入出力処理装置24_1のメモリ54は、制御プログラムA_PRGおよび被制御プログラムR_PRGを記憶している。
また、入出力処理装置24_2〜24_4のメモリ54は、被制御プログラムR_PRGを記憶している。
なお、中継サーバ22も、被制御プログラムR_PRGを記憶している。
制御プログラムA_PRGは、後述するように、入出力処理装置24_1〜24_4の各ポートに対してRAID10_1〜10_4へのアクセス動作のためのタイムスロットを順に割り当てる。
被制御プログラムR_PRGおよび制御プログラムA_PRGに基づいた入出力処理装置24_1〜24_4の処理については後に詳細に説明する。
また、入出力処理装置24_1〜24_4の処理回路56は、メモリ54に記憶された被制御プログラムR_PRGに基づいて、プログラムM_PRGが規定された処理に伴うRAID10_1〜10_4へのアクセスを制御する。
また、入出力処理装置24_1の処理回路56は、メモリ54に記憶された制御プログラムA_PRGに基づいて、入出力処理装置24_1〜24_4が実行する被制御プログラムR_PRGによる処理を制御する。
当該制御は、入出力処理装置24_1の処理回路56が制御プログラムA_PRGを基に直接行ってもよいし、入出力処理装置24_2〜24_4が被制御プログラムR_PRGを基に処理回路56からの制御に従って行ってもよい。
以下の例では、入出力処理装置24_1の処理回路56が制御プログラムA_PRGを基に直接行う場合を説明する。
すなわち、上記x個のポートの各々を介したRAID10_1〜10_4へのアクセスは、自らにタイムスロットTSが割り当てられた時間のみ許可される。
(A1)各ポートについて、再生指示を入力してから1CTS以内には次の再生指示は入力しない。
(A2)RAID10_1〜10_4のディスクに対してクラスタを跨ってリードするとシークが発生する。
(A3)所定時間(例えば、3秒)の間に、全ポートのリードが完了する。
これにより、従来(1TSで4シーク保証)に比べて、1TS時間を短くでき、その結果、使えるポート数を多くできる。
なお、図4は、入出力処理装置24_1〜24_4が備える全ポートの各ポートを示している。
(B1)RAID10_1〜10_4のリード動作をディスクのクラスタを跨がないで行う。
(B2)再生指示を入力した1CTSにおいて、RAID10_1〜10_4に対して通常リードとプレリードとの2回のリードを行い、1回のリードの2倍のデータをリードする。
図5は、当該動作の一例を示している。図5に示すように、CTS#0では、再生指示NP(A)の通信リードNとプレリードPとの2回のリードを行う。
また、CTS#1では、再生指示NP(B)の通信リードNとプレリードPとの2回のリードを行う。さらに、CTS#4では、再生指示NP(C)の通信リードNとプレリードPとの2回のリードを行う。図5に示す例では、CTS#2,#3,#5においてはプレリードは行わず、そのTSを他のポートが使用できる。
(B3)再生指示を入力した1CTSの次の1CTS以外のCTSにおいて、RAID10_1〜10_4に対して通常リードのみを行う。
従来の例では、例えば、図6(A)に示すように、所定のポートを介してRAID10_1〜10_4からリードしながらコンテンツAを再生中に、コンテンツBの再生指示が出されると、処理回路は、例えば、CTS#2において、コンテンツAのフレームfrm20−24の読み出しに続いて、RAID10_1〜10_4のシーク動作を行い、コンテンツBのフレームfrm0−4を読み出す。
ここで、従来では、図4を用いて説明したように、コンテンツ切り換えタイミングで、クラスタを跨ったリードが発生することも想定して4シークを保証している。
そして、処理回路56は、次のCTS#1では、続くフレームfrm20−29をRAID10_1〜10_4からリードする。
処理回路56は、CTS#1内にコンテンツBの再生指示を入力すると、次のCTS#2において、コンテンツBの2CTS分のフレームfrm0−9,10−19をRAID10_1〜10_4から読み出させ、対象となるポートの入出力処理装置24_1〜24_4のバッファメモリ53に格納させる(プレリードさせる)。
それと並行して、処理回路56は、上記プレリードしたコンテンツAのフレームfrm20−24をバッファメモリ53から読み出して処理する。
本実施形態では、上述したように、プレリード動作を行うと共に、クラスタを跨ったリードを行わないようにすることで、1TSに対して1シーク保証にしても、コンテンツの切り換え動作を適切なタイミングで行うことができる。
図7に示す再生指示NPが複数のポートに対して出されると、次のCTSのタイムスロットTS0〜11において、ポートp1〜12の通常リードNが順に行われ、その後、タイムスロットTS5〜14と、次のCTSのタイムスロットTS0,1において、ポートp1〜12のプレリードPが行われる。
図7において、「Next Delay Time」は、ユーザから再生指示を行ってから、Next Delay Time時間後のタイミングで、カレントファイルから、ネックストファイルへ切り替わるような固定ディレイタイムである。また、「Next Delay Time」は、複数の再生ポートが同時にオン・エアしても(つまり、各ポートの再生指示が同時に行われて、RAIDへのアクセスが集中しても)、各ポートがネックストファイルへの切り替わりを保証出来るような固定ディレイタイムである。
RAID10_1〜10_4は、例えば、2GOPが30フレーム(frm)であるとすると、図8に示すようなアドレスパターンで、2GOP分の30フレームを単位としてフレームデータを記憶する。
また、RAID10_1〜10_4の読み出しも、2GOP(RB×N)単位で行われる。図9に示す例では、RAID10_1〜10_4の読み出しは、2GOPを単位として、<1>〜<5>の順で行い、バッファメモリ53に書き込む。ここで、再生指示NPのタイミングによっては、<1>の読み出し対象のうち、一部(図9で斜線で示す部分)は不要になる場合がある。この場合には、当該不要になるフレームの読み出しは行わない。
なお、一つのポートからRAID10_1〜10_4に対してのリードは、1TS(例えば、8.5MB/100ms)で行われる。また、一つのポートからRAID10_1〜10_4に対してのライトは、2TS(例えば、17.0MB/200ms)で行われる。
本実施形態において、1TSは、例えば、100msである。
当該動作例では、入出力処理装置24_1の処理回路56が行う、入出力処理装置24_1〜24_4の各ポートからRAID10_1〜10_4に対するアクセスのタイムスロット制御を主として説明する。
[第1の動作例]
図10は、入出力処理装置24_1の処理回路56によるタイムスロットの切り換えに関する基本制御を説明するためのフローチャートである。
ステップST1:
入出力処理装置24_1の処理回路56は、1TS時間が経過したか否かを判断し、経過したと判断するとステップST2に進む。
入出力処理装置24_1の処理回路56は、予め決められた順序に従って、前回タイムスロットを割り当てたポートの次のポートを特定し、当該特定したポートにタイムスロットを割り当てる。
このとき、処理回路56は、1CTS内に全てのポートにタイムスロットTSが割り当てられるように制御を行う。
図11は、再生指示NPを入力した場合の入出力処理装置24_1の処理回路56の制御を説明するためのフローチャートである。
図11に示す処理は、図10の処理と並行して行われる。
ステップST11:
入出力処理装置24_1の処理回路56は、図1に示す操作部18などの操作に応じた再生指示NPを入力したか否かを判断し、入力したと判断するとステップST12に進む。
当該再生指示NPでは、読み出しコンテンツの切り換えを指示するポートが指定されている。
入出力処理装置24_1の処理回路56は、現在のCTSが、ステップST11の再生指示NPで指定されたポートに関して、再生指示NPを入力後の最初のCTSであるか否かを判断し、最初のCTSであると判断するとステップST13に進み、そうでない場合にはステップST14に進む。
入出力処理装置24_1の処理回路56は、再生指示NPを入力後の最初のCTS内に、再生指示NPに係わるポートに2TSを割り当てる。
処理回路56は、当該2TSのうち、最初の1TSにおいて、当該最初のCTSで使用(放送あるいは処理)するデータを通常リードしてバッファメモリ53に書き込む。そして、次の1TSにおいて、次のCTSで使用するデータをプレリードしてバッファメモリ53に書き込む。
入出力処理装置24_1の処理回路56は、再生指示NPを入力後の最初のCTS以外のCTS内に、再生指示NPに係わるポートに1TSを割り当てる。
処理回路56は、当該1TSにおいて、当該CTSで使用(放送あるいは処理)するデータを通常リードしてバッファメモリ53に書き込む。
これより、入出力処理装置24_1〜24_4のバッファメモリ53には、次のCTSで使用されるデータが先行して記憶され、次のCTSにおいて再生指示NPを受けた場合(コンテンツの切り換えが発生した場合)でも、次のCTSにおいて切り換え後のデータのみをRAID10_1〜10_4から読み出せばよい。すなわち、1TS内に1シークのみを保証しても1TS内にコンテンツの切り換えを実現できる。
これにより、1タイムスロットTS内に1シーク動作を保証すればよく、タイムスロットTSの時間、従来(1TS、4シーク保証)に比べて短縮できる。そのため、1CTS内に規定できるポート数を従来に比べて多くできる。特に、1CTS内に少なくとも1回はRAID10_1〜10_4へのアクセスを保証することが要求されるオン・エアー(ON AIR)のポート数を増やすことができる。すなわち、読み出しレートを保証するポート数を増やすことができる。
上述した実施形態では、入出力処理装置24_1〜24_4およびRAID10_1〜10_4を異なる装置として実現した場合を例示したが、入出力処理装置24_1〜24_4およびRAID10_1〜10_4、あるいは放送システム3の構成の全てを1つの装置筐体やチップ内に内蔵してもよい。
また、上述した実施形態では、本発明の記憶手段として、RAID10_1〜10_4を例示したが、複数のクラスタ領域にデータを記憶し、クラスタ領域を跨ぐ読み出し時にシーク動作を行う記憶装置であれば、RAID以外の記憶装置であってもよい。
また、入出力処理回路24_1〜24_4やポートの数は複数であれば任意である。
Claims (4)
- 複数のクラスタ領域にデータを記憶し、クラスタ領域を跨ぐ読み出し時にシーク動作を行う記憶手段と、
データ伝送線を介して前記記憶手段からデータを読み出す複数のポートを備えた、処理手段と、
前記記憶手段に対してのアクセスを許可するタイムスロットを複数のポートに順に割り当てる制御手段と、
バッファメモリと、
を有し、
前記制御手段は、
1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当て、
新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当て、
前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当て、
前記処理手段は、
前記複数のポートのうち、前記制御手段によってタイムスロットが割り当てられたポートを介して前記記憶手段からデータを、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードして前記バッファメモリに書き込み、前記バッファメモリから読み出したデータを処理あるいは出力する、
データ処理システム。 - 当該データ処理システムは、複数の前記処理手段を有し、
前記複数の処理手段のうち一つの処理手段が、前記複数の処理手段が備える全ポートを対象として前記制御手段の動作を行う
請求項1に記載のデータ処理システム。 - 複数のクラスタ領域にデータを記憶し、クラスタ領域を跨ぐ読み出し時にシーク動作を行う記憶手段から、データ伝送線を介して複数のポートがデータを読み出す場合に、前記複数のポートによる前記記憶手段に対してのアクセスを、タイムスロットを基に制御するアクセス制御方法であって、
1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当てる第1の工程と、
新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当てる第2の工程と、
前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当てる第3の工程と、
各ポートについて、前記第1の工程および前記第2の工程で割り当てられたタイムスロットにおいて、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードしてバッファメモリに書き込む、第4の工程と、
前記第4の工程で前記バッファメモリに書き込んだデータを読み出して処理あるいは出力する第5の工程と
を有するアクセス制御方法。 - 複数のクラスタ領域にデータを記憶し、クラスタ領域を跨ぐ読み出し時にシーク動作を行う記憶手段から、データ伝送線を介して複数のポートがデータを読み出す場合に、前記複数のポートによる前記記憶手段に対してのアクセスを、タイムスロットを基に制御するアクセス制御装置が実行するプログラムであって、
1シーク動作を保証する時間のタイムスロットを、各ポートについて連続して読み出し指示を受け付けることを許可する最短時間であるサイクル時間内に全ての前記ポートに割り当てる第1の手順と、
新たな前記読み出し指示を受けると、第1のサイクル時間内に2以上のタイムスロットを前記読み出し指示に係わるポートに割り当てる第2の手順と、
前記第1のサイクル時間後の第2のサイクル時間内に1タイムスロットを前記割り当て指示に係わるポートに割り当てる第3の手順と、
各ポートについて、前記第1の手順および前記第2の手順で割り当てられたタイムスロットにおいて、1タイムスロットにつき通常リードとプレリードの2回のリードを行い、1回のリードで2倍のデータをリードしてバッファメモリに書き込む、第4の手順と、
前記第4の手順で前記バッファメモリに書き込んだデータを読み出して処理あるいは出力する第5の手順と
を前記アクセス制御装置に実行させるプログラム。
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